Сотворение мира

Прибегнув к помощи суперкомпьютера, группа астрофизиков сумела смоделировать развитие Вселенной на протяжении почти четырнадцати миллиардов лет.

Не успела остыть история с таинственным сигналом, зарегистрированным в проекте SETI@home (из-за поднявшейся шумихи руководители проекта вынуждены были опровергать невесть откуда взявшиеся слухи, что, дескать, контакт с братьями по разуму уже состоялся), как тема космоса опять оказалась в центре внимания прессы. Впрочем, на этот раз предметом обсуждения стало космическое пространство, синтезированное гигантской вычислительной машиной. Интернациональная группа астрофизиков, именующая себя Virgo Consortium ("Консорциум Девы" - название восходит к одноимённому скоплению галактик в сравнительно близких к Земле областях Вселенной), воспользовавшись одним из самых мощных суперкомпьютеров, построила, ни много, ни мало, модель самой Вселенной, просчитав её состояния от момента вскоре после Большого взрыва до наших дней. Это самая большая синтетическая модель мира из всех, когда-либо построенных человеком, и тем интереснее она обещает оказаться для науки.

Зачем нужна виртуальная модель, когда астрономы и так владеют фантастически могучими инструментами, способными заглянуть едва ли не в миг сотворения мира? Дело в том, что традиционные инструменты, вне зависимости от того, собирают ли они информацию о далёких объектах в видимой области спектра, в инфракрасном или рентгеновском диапазонах, изучают ли реликтовое или гамма-излучение, так вот все они годятся лишь для пассивного наблюдения Вселенной. Человек в состоянии заглянуть на миллиарды световых лет в космос (и, одновременно, на миллиарды лет назад по оси времени), но неспособен изменить что-либо в уже сложившейся картине мироздания. Вот почему так важны проекты вроде затеянного Virgo Consortium "вселенского" Millennium Run: построения альтернативной картины мира с учётом законов физики.

Строго говоря, Millennium Run - первый этап в серии крупномасштабных симуляций, выполняемых на 4,2-терафлопсном суперкомпьютере (Институт Макса Планка, Германия; 812-процессорная UNIX-система IBM, 2 терабайта оперативной памяти). Взяв за стартовую точку момент времени спустя 380 тысяч лет после Большого взрыва, учёные попытались просчитать, как будет распределяться материя на протяжении следующих тринадцати миллиардов лет. Сделать это следовало бы анализируя все взаимодействия между всеми элементарными частицами, но поскольку задача в таком виде заведомо превышает возможности любой вычислительной машины, Вселенную представили упрощённо: системой из десяти миллиардов символических точек, масса каждой из которых в миллиард раз превышала массу средней звезды, а взаимодействия сведены только к гравитационным. Впрочем, даже в такой форме на прямой обсчёт модели ушли бы десятки тысяч лет, поэтому был сделан ряд дополнительных упрощений (в частности, не считались взаимодействия между далёкими друг от друга точками). Модель была построена в июне, а в настоящее время авторы работы завершают подготовку результатов к публикации. В ближайшее время они будут свободно доступны всем на сайте Virgo Consortium.

К сожалению, если сам процесс вычислений можно было оптимизировать, результаты упрощению не поддаются. 64 "снимка" виртуальной Вселенной, запечатлевших её состояние в различные моменты времени, занимают более 20 терабайт. Именно поэтому не следует ожидать сенсаций сразу после публикации результатов. Но, в отдалённой перспективе, Millennium Run обещает много интересных открытий. Предположительно, анализ вселенской симуляции прольёт свет на процесс формирования галактик и галактических скоплений, прочие значительные процессы в нашей Вселенной. А тем временем, в Virgo планируют усложнить задачу: добавить в список взаимодействий между виртуальными концентратами массы электромагнитные. Такая картина мира уже позволит изучить процесс формирования звёзд. Хочется верить, что мы стали свидетелями перехода астрономии на новый этап - активного изучения мира.